人類製造最快的物體，時速達到70萬公裡，但星際旅行還是很遙遠

人類製造的東西，最快有多快？汽車一般是120公裡每小時，高鐵可以達到300公裡每小時，戰鬥機可以達到2000公裡每小時，而人造衛星的速度則能達到2萬8公裡每小時！

戰鬥機突破音障

這些是人類製造飛得最快的東西嗎？當然遠遠不是，還有很多人造物的速度要比這更快。1974發射的「太陽神一號」，其巔峰速度達到96200米/秒（每小時34.6萬公裡）的相對地球速度！當然， 太陽神2號探測器其實達到過更快的速度，在1989年1月達到98900米/秒（每小時35.6萬公裡）的相對地球速度，不過遺憾的是，此時的探測器已經完全不受人類人控制，已經成為太空物體，不能算成太空飛行器了。

旅行者2號

2018年8月12日，美國「帕克太陽探測器」成功發射升空，它將成為有史以來最快的人造物體，最高時速將高達70萬千米。這是什麼概念呢？地月距離為38.4萬公裡，這意味著帕克探測器從地球飛到月球只需33分鐘；中國最南和最北相距5500千米，飛越中國南北兩端只要28秒，秒針動一次就跨越近200千米的距離。這已經接近太陽環繞銀河中心的公轉速度，更是水星公轉速度的四倍。它將以前所未有的超近距離接近太陽，深入日冕對這個大火球展開探測，因此又被稱為NASA觸摸太陽計劃。

太陽

帕克太陽探測器是美國2018年發射用於探測太陽等離子體、磁場、波、高能粒子等的儀器，高約3米，外面覆蓋12釐米的碳複合保護層，可以承受1400攝氏度的熾熱和輻射。當然，帕克探測器不是使用自身動力直接飛到太陽的，而是環繞太陽和金星的橢圓軌道飛行，藉助金星引力，實施「引力彈弓」不斷縮小運行軌道。

帕克太陽探測器

目前帕克太陽探測器已經完成五次近日點飛行，最近一次是2020年6月7日完成的，這次近日點距離太陽為1870萬公裡，最高速度達到393000公裡/小時。「帕克探測器」壽命周期內將進行24次近日飛行，最後一次以及在距離太陽約600萬公裡的上空，屆時速度達到驚人的70~72萬公裡每小時！

帕克飛向太陽

其實，目前人類所發射的高速星際太空飛行器，都是藉助星體引力進行加速的，並非靠自身動力達到這個速度。就比如人類最快的飛行器「帕克探測器」，就是不斷藉助金星和太陽的引力，才將速度加得那麼快。如果僅僅靠探測器自身攜帶的化學燃料，是無法達到如此高速的，具體是因為化學原料自身的限制。

我們知道，物體要產生加速度，那麼就必須對物體產生推力，加速度大小和推力大小、物體質量有關：a=F/m（a為加速度、F為推力、m為物體質量），而V則等於V0+a*t（V0為初始速度，t為時間）。當然，根據相對論，隨著速度的增加，物體的m也是會增大的。

馬斯剋星艦示意圖

而目前人類太空飛行器主要使用化學燃料來產生推力，化學燃料的比衝量很小，一般就是2000~4500N·S/kg。通俗的說，就是一定量的時間內，一定重量的化學推進劑所產生的推力較小。星際太空飛行器淨重一般都有幾百公斤以上，所攜帶的一點燃料所產生的加速度有限。如果要產生較大較久的推力，那就要消耗很多的燃料，這對於長時間星際飛行的太空飛行器顯然是不現實的。當然，比衝量大小除了和燃料化學能有關外，還與燃燒效率和噴管效率有關。

化學燃料發動機試車

所以，人類要實現星際旅行，如果沒有動力本質上的突破如核動力火箭、反物質火箭等，那幾乎是空談。即使離子發動機進一步突破，也不過是實現在太陽系內旅行。而目前，一切都還需要藉助行星的「引力彈弓」效應來加速，才能勉強實現探測太陽系。